為什么壁虎等小動(dòng)物可以在墻面上爬行,而我們?nèi)祟悈s做不到呢?相信在我們每個(gè)人成長的過程中,都思考過這個(gè)問題,有時(shí)還希望自己也能跟這些小動(dòng)物們一樣飛檐走壁。雖然人類現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了攀巖運(yùn)動(dòng),可以稍微滿足一下這個(gè)幻想。但實(shí)際情況是,如果不借助任何工具的話,僅靠人類自身是無法緊貼著墻面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的,因?yàn)檫@項(xiàng)特殊的技能與每一種生物的身體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
事實(shí)上,壁虎之所以能夠緊貼著墻面爬行,主要有兩個(gè)原因。第一個(gè)就是它們的腳趾粗大,指趾下的皮膚形成了很多橫褶,能夠起到吸盤的作用,使它們附著在墻壁上卻又掉不下來。第二個(gè)原因則是壁虎的腳墊上有許多微米或納米級(jí)的纖毛陣列,頂端具有絨毛分叉,使它們能夠輕松自如地在墻壁等各種表面上攀爬。
在科技發(fā)展的進(jìn)程中,有很多材料的成功研發(fā)都得益于對(duì)自然環(huán)境中其它生物的觀察。同樣,壁虎等爬行類動(dòng)物這種在墻面上出色的附著能力也一直吸引著眾多科學(xué)家們的目光?;趯?duì)此的研究,近年來科研人員不斷模擬、研發(fā)出多種粘合纖維材料,并將其投入到日常應(yīng)用中。但是,很多粘合材料在實(shí)際應(yīng)用中普遍存在的一個(gè)問題是,在遇到水和油等液體時(shí),它們的粘合性能就會(huì)大大折扣,這也是材料研發(fā)人員一直以來面臨的一個(gè)問題。
近日,來自德國馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所的科學(xué)家們通過對(duì)仿生纖維表面和物體表面之間分子間作用力的研究,成功研發(fā)出一種蘑菇狀的仿生纖維粘合材料。據(jù)了解,這種材料不僅具有良好的粘合性能,而且還可以有效排斥水、油等任何液體,保持較強(qiáng)的粘合力。
據(jù)研究人員介紹,這一新型材料是他們有針對(duì)性研發(fā)出的一種具有超疏液性的仿生纖維粘合材料,其纖維尖端特殊的蘑菇形絨毛結(jié)構(gòu)是排斥各種液體的關(guān)鍵設(shè)計(jì)。即使在表面張力非常低的情況下,纖維尖端蘑菇形絨毛結(jié)構(gòu)也可以支撐住液體,保持表面光滑和較高的干附著力,未來,這一粘合材料有望用于各種被液體覆蓋的表面。
其實(shí),不管是哪種材料,其研究和開發(fā)的過程都是復(fù)雜且漫長的。從原理研究到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、從材料制造到性能試驗(yàn),科學(xué)儀器和設(shè)備在這一過程中的作用是不容忽視的。有了顯微鏡,我們才可以對(duì)材料的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察;而了解材料的組成和化學(xué)性質(zhì)又離不開X射線熒光光譜儀、原子吸收光譜儀等儀器。同樣,材料試驗(yàn)機(jī)、萬能試驗(yàn)機(jī)等試驗(yàn)設(shè)備在測(cè)試階段還能幫助我們測(cè)定材料的各項(xiàng)物理性能。
科技的發(fā)展不斷為我們帶來更多的新成果,相信隨著新材料、電子化工、新能源等科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與儀器設(shè)備性能的逐步提升,未來將會(huì)有更多的新材料被研發(fā)、生產(chǎn)出來,推動(dòng)我們的生活更加科技化、便捷化。
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